欒曉　于洪

摘要：針對(duì)當(dāng)前游戲產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢和智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的特點(diǎn)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)目標(biāo)3方面闡述智能游戲開發(fā)與設(shè)計(jì)課程建設(shè)的思路：關(guān)注業(yè)界動(dòng)態(tài)，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容；提倡在線課程自主學(xué)習(xí)，翻轉(zhuǎn)課堂互動(dòng)討論；強(qiáng)調(diào)立足人工智能，體現(xiàn)專業(yè)特色。

關(guān)鍵詞：智能游戲開發(fā)與設(shè)計(jì)；游戲產(chǎn)業(yè)；翻轉(zhuǎn)課堂；人工智能

0引言

中國音像與數(shù)字出版協(xié)會(huì)游戲出版工作委員會(huì)與伽馬數(shù)據(jù)（CNG中新游戲研究）、國際數(shù)據(jù)公司（IDC）聯(lián)合發(fā)布的《2015年中國游戲產(chǎn)業(yè)報(bào)告》顯示：2015年，中國游戲用戶數(shù)已達(dá)5.34億人，同比2014年增長了3.3%。與此同時(shí)，中國游戲市場實(shí)際銷售收入達(dá)到1407.0億元人民幣，同比增長22.9%。其中，客戶端游戲市場611.6億元，網(wǎng)頁游戲市場219.6億元，移動(dòng)游戲市場611.6億元。

游戲產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開國家的政策支持、社會(huì)文化的需求以及基礎(chǔ)技術(shù)的突破。在國家“互聯(lián)網(wǎng)+”“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”等戰(zhàn)略的引導(dǎo)下，政府和投資企業(yè)為游戲產(chǎn)業(yè)提供了眾多優(yōu)惠政策和良好的發(fā)展環(huán)境；游戲行業(yè)的快速發(fā)展促使游戲產(chǎn)業(yè)社會(huì)認(rèn)可度提升；“一帶一路”國際文化交融推動(dòng)游戲產(chǎn)業(yè)的“走出去”；寬帶提速和4G網(wǎng)絡(luò)的普及為游戲產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了網(wǎng)絡(luò)支持；此外，智能硬件性能的提升為游戲產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新提供了基礎(chǔ)條件。游戲行業(yè)的蓬勃發(fā)展催生了一大批優(yōu)秀的游戲企業(yè)。因此，市場對(duì)游戲?qū)I(yè)人才數(shù)量和質(zhì)量的需求也日益迫切，這對(duì)高校游戲開發(fā)與設(shè)計(jì)專業(yè)人才的培養(yǎng)產(chǎn)生了導(dǎo)向和促進(jìn)的作用。

1課程現(xiàn)狀

智能游戲開發(fā)與設(shè)計(jì)是一門綜合性程序設(shè)計(jì)技能發(fā)展類課程，面向智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)三年級(jí)的本科生，在三年級(jí)第2學(xué)期開設(shè)。課程性質(zhì)是專業(yè)限選課，共計(jì)32學(xué)時(shí)，2學(xué)分。課程系統(tǒng)介紹了游戲開發(fā)的軟件工程原理，以及游戲中的圖形學(xué)、人工智能、人機(jī)交互、網(wǎng)絡(luò)等基本知識(shí)點(diǎn)和技術(shù)。教學(xué)目標(biāo)是希望學(xué)生理解和掌握計(jì)算機(jī)游戲程序設(shè)計(jì)所需的專業(yè)知識(shí)，包括二維游戲的基本編程技術(shù)、三維圖形學(xué)基礎(chǔ)、游戲場景的組織和繪制、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫技術(shù)、音頻處理技術(shù)和人工智能技術(shù)等，基本涵蓋了計(jì)算機(jī)游戲編程的各個(gè)主要方面。

我校智能游戲開發(fā)與設(shè)計(jì)課程雖然已經(jīng)開設(shè)了7年，教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容與要求相對(duì)成熟，但相比于智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的核心課程，仍然是我校正在建設(shè)中的一門新興課程。我們?cè)谌〉贸煽兊耐瑫r(shí)更要認(rèn)清當(dāng)前存在的不足：首先，游戲產(chǎn)業(yè)的變化與進(jìn)步日新月異，移動(dòng)游戲的爆發(fā)式增長、游戲引擎的更新進(jìn)步對(duì)游戲行業(yè)的發(fā)展形成了巨大影響。在授課過程中，盡管任課教師也對(duì)教學(xué)方法和課程設(shè)置進(jìn)行了嘗試和調(diào)整，希望學(xué)生能夠?qū)υ擃I(lǐng)域的前沿動(dòng)態(tài)有所了解，但尚未形成系統(tǒng)深入的研究結(jié)果，一定程度上導(dǎo)致授課內(nèi)容與行業(yè)動(dòng)態(tài)脫節(jié)；其次，即使教師在課堂上進(jìn)行了游戲效果的演示或代碼的示范，學(xué)生如果沒有課下的實(shí)際操作也很難較好掌握；此外，教學(xué)內(nèi)容和思路過分強(qiáng)調(diào)游戲開發(fā)技術(shù)，還沒有緊密結(jié)合本校智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的特色，突出“智能”這一特點(diǎn)，即在游戲開發(fā)過程中融入人工智能技術(shù)。

2教學(xué)方法改革

2.1關(guān)注業(yè)界動(dòng)態(tài)，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

課程團(tuán)隊(duì)通過關(guān)注游戲業(yè)界的發(fā)展趨勢，適當(dāng)調(diào)整授課內(nèi)容和計(jì)劃。課程組根據(jù)近幾年《中國游戲產(chǎn)業(yè)報(bào)告》的調(diào)查了解到：客戶端游戲、網(wǎng)頁游戲、單機(jī)游戲等已經(jīng)處于成熟期，市場規(guī)模增幅有限且變動(dòng)不大，而移動(dòng)游戲依舊處于成長期，市場規(guī)模有望保持高增長。

結(jié)合當(dāng)前實(shí)際，我們?cè)?016年春季學(xué)期游戲課程的授課過程中，刪去了游戲中的音頻編程技術(shù)介紹。在“游戲業(yè)的展望”章節(jié)，加入了語音交互技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)等前沿技術(shù)的講解，強(qiáng)調(diào)了先導(dǎo)課程的重要性，例如《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)》在“高級(jí)圖形技術(shù)”和“三維游戲動(dòng)畫”章節(jié)中所起的作用，以及《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程中的二叉樹知識(shí)點(diǎn)在“三維游戲場景的組織和繪制”章節(jié)中的重要性。

在“游戲引擎”章節(jié)講授方面，之前僅介紹了OGRE圖形對(duì)象渲染引擎，雖然該引擎具有較強(qiáng)的三維場景渲染能力，但是環(huán)境配置較復(fù)雜，且與目前業(yè)界主流的游戲引擎差別較大。因此，我們有意識(shí)地增加了對(duì)兩款跨平臺(tái)游戲引擎Cocos2D和Unity3D的介紹，針對(duì)目前移動(dòng)平臺(tái)游戲開發(fā)的技術(shù)要求，著重培養(yǎng)學(xué)生掌握C++或Java程序語言，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行簡單游戲的設(shè)計(jì)與開發(fā)。

2.2在線課程自主學(xué)習(xí)，翻轉(zhuǎn)課堂互動(dòng)討論

目前的教學(xué)方式仍舊是以教師為中心的廣播式授課，缺乏有效互動(dòng)，教、學(xué)效率低下。傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，授課教師對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)，然后逐一加以講解。這種講解方法直觀性不強(qiáng)，難以給學(xué)生留下深刻印象。我們將游戲案例引入教學(xué)過程，在具體的案例中穿插知識(shí)點(diǎn)的講解和演示。例如，在“游戲中的人工智能”章節(jié)中，以游戲“魔獸爭霸”為例講述多智能體技術(shù)、跟蹤與追逐行為的模擬。這樣，枯燥乏味的理論知識(shí)變成了直觀有趣的游戲案例，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)習(xí)效果。

本科生課業(yè)繁重，在第4學(xué)年還面臨找工作和考研的壓力，極少進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)，處于一種被動(dòng)學(xué)習(xí)的狀態(tài)。近年來，慕課（MOOC）這一新興的教學(xué)形式在高校中掀起了一場教學(xué)革命。慕課的優(yōu)勢在于“人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué)”，大量優(yōu)質(zhì)的課程資源吸引了眾多學(xué)生，將被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)。因此，我們考慮采用“慕課+翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)方式：首先，將班級(jí)劃分為小組，每組布置不同的任務(wù)，教師向?qū)W生推薦優(yōu)質(zhì)的慕課資源，讓各組學(xué)生通過課下自主學(xué)習(xí)的形式完成教學(xué)任務(wù)；其次，課堂上各組學(xué)生輪流擔(dān)任教師的角色，向其他各組匯報(bào)和講授知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)其他組根據(jù)講述的情況進(jìn)行提問交流，教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)并組織討論。這樣一來，慕課轉(zhuǎn)變?yōu)檎n堂教學(xué)工具，教學(xué)形式由教師主講轉(zhuǎn)變?yōu)榻處熤鲗?dǎo)，從以知識(shí)傳授為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐阅芰ε囵B(yǎng)為主，從以教為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)為主，從課堂教學(xué)為主轉(zhuǎn)變?yōu)檎n內(nèi)外學(xué)習(xí)相結(jié)合。學(xué)習(xí)過程由兩個(gè)階段組成：第一階段是“知識(shí)傳遞”，學(xué)生通過教師錄制的視頻理解知識(shí)點(diǎn)；第二階段是“吸收內(nèi)化”，在課堂組織討論，由學(xué)生自己來完成。

考慮到游戲課程具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)注重學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)。采用任務(wù)/項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的方式：以小組為單位，教師在學(xué)期初以課程作品的方式布置任務(wù)，各組學(xué)生自行分工完成。期末考核采用分組講解的方式介紹作品，全體同學(xué)參與討論和評(píng)分。該方式的效果依賴于有效的課堂組織和實(shí)施，通過“學(xué)生變老師，老師變導(dǎo)師”這樣一種形式，使教學(xué)活動(dòng)真正成為創(chuàng)新智力的活動(dòng)。學(xué)生不僅全程保持著緊密的學(xué)習(xí)狀態(tài)，而且在自控能力、學(xué)習(xí)能力、表達(dá)能力、思辨能力和合作協(xié)作能力等方面均得到了全面的鍛煉和提升。

2.3立足人工智能，體現(xiàn)專業(yè)特色

重慶郵電大學(xué)自2009年開設(shè)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)以來，把智能游戲開發(fā)作為本專業(yè)的特色方向之一。從理論課、實(shí)踐課到引導(dǎo)學(xué)生參與科技活動(dòng)，學(xué)院投入了較多的師資和精力，取得了一定的效果。

我校建設(shè)的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)定位是：立足信息技術(shù)，融合自然智能，聚焦知識(shí)處理。在專業(yè)課程規(guī)劃中，我們提出兩個(gè)主要的特色方向：一個(gè)是智能信息處理方向，包括數(shù)據(jù)挖掘、智能計(jì)算技術(shù)等課程；另一個(gè)是智能游戲開發(fā)方向，主要包括多媒體技術(shù)、智能游戲開發(fā)與設(shè)計(jì)等課程。因此，同樣講述游戲開發(fā)這門課程，智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)區(qū)別，即無論在授課目標(biāo)還是授課內(nèi)容中都應(yīng)當(dāng)緊密聯(lián)系“智能”二字，體現(xiàn)本專業(yè)特色。在以往的授課計(jì)劃中，人工智能被放在最后一章進(jìn)行介紹，由于課時(shí)數(shù)的限制以及學(xué)生作品展示環(huán)節(jié)的考慮，這一章節(jié)往往來不及詳細(xì)講授。

今年正值國際人工智能誕辰60周年，谷歌AlphaGo成功挑戰(zhàn)世界圍棋冠軍李世石這一事件更是將全世界的目光吸引到了人工智能上面。在校園里，人工智能也成為許多同學(xué)談?wù)摰脑掝}。鑒于此，本學(xué)期授課過程中對(duì)于“游戲中的人機(jī)界面技術(shù)”進(jìn)行了略講，對(duì)于“游戲中的人工智能技術(shù)”則進(jìn)行了相對(duì)詳細(xì)的介紹，講述了常見的游戲AI技術(shù)，如腳本語言、模糊邏輯、多智能體技術(shù)、決策樹以及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，介紹了游戲AI的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)原則，通過經(jīng)典游戲案例DOTA向?qū)W生剖析了其中蘊(yùn)含的人工智能技術(shù)，最后通過作業(yè)的方式要求學(xué)生分析、比較和評(píng)價(jià)自己玩過的游戲中包含的人工智能技術(shù)。

作為教師，在教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)將知識(shí)傳授與創(chuàng)新能力培養(yǎng)相結(jié)合，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合，通過基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)方式來啟發(fā)性地說明游戲編程中體現(xiàn)的人工智能原理和方法。作為學(xué)生，要努力加強(qiáng)自己的動(dòng)手實(shí)踐能力的訓(xùn)練，將課堂上學(xué)到的游戲開發(fā)理論和技術(shù)應(yīng)用于科技競賽、科技作品創(chuàng)作、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目等上面，從而提高自身的解決問題能力、設(shè)計(jì)編程能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

3結(jié)語

智能游戲開發(fā)與設(shè)計(jì)是一門內(nèi)容更新快、理論基礎(chǔ)強(qiáng)同時(shí)強(qiáng)調(diào)動(dòng)手能力的課程。在授課內(nèi)容上，強(qiáng)調(diào)游戲課程的教學(xué)應(yīng)當(dāng)密切關(guān)注游戲產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢，及時(shí)調(diào)整授課計(jì)劃和教學(xué)內(nèi)容；在教學(xué)方法上，提倡在線課程融合翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學(xué)模式，轉(zhuǎn)變教師的角色，培養(yǎng)學(xué)生的多方面能力；在教學(xué)目標(biāo)上，結(jié)合本專業(yè)特點(diǎn)，側(cè)重將人工智能與游戲開發(fā)技術(shù)緊密結(jié)合。本門課程以計(jì)算智能重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為依托，具有較好的教學(xué)科研基礎(chǔ)與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，支撐了智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)科建設(shè)。希望通過不斷的學(xué)習(xí)探索，提高智能游戲開發(fā)與設(shè)計(jì)課程體系的整體水平，努力培養(yǎng)出符合行業(yè)需求的人才。

（見習(xí)編輯：張勛）